[精品]岩溶隧道突水突泥影响因素及对策

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1、岩溶隧道突水突泥影响因素及对策岩溶隧道突水突泥影响因素及对策【摘耍】本文主要从岩溶涌突水突泥的机理、隧道突水突泥的影响因索、整治措施三个方而对岩溶隧道突水突泥影响因索及对策进行阐述。【关键词】隧道；突水突泥；对策中图分类号：U45文献标识码：A一、前言随着我国经济的发展，公路的铺设也越来越广。在公路施工时，难免会开挖隧道。由于我国的地质复朵，在岩溶隧道施工时时常有突水突泥的情况发生。如果处理不当回严重的影响地下水环境。下文将对此问题进行论述。二、概述我国是个多山国家，75%左右的陆地国土均为山地或重丘。由于隧道具有对地表自然环境破坏

2、较小、缩短行车里程等优点，在山区高等级公路建设中越来越多地被采用。据不完全统计，截至2009年底，我国公路运营隧道共计5627座，其中特长隧道190座，82.11万延米。从已有的工程来看，隧道工程主要是通过影响水环境而造成生态环境破坏。隧道开挖破坏隧址区域地下水的原有平衡，影响地下水正常的循环，从而造成一系列生态环境问题及效应，其中，又以隧道涌水表现最为突出。山岭隧道建设中，因丿I：挖形成临空面，使地应力重新分布而形成岩体松弛带，使岩体的渗透系数增大，改变了天然渗流场（通常使天然隔水断层变成导水断层），导致隧道渗水或涌水。大量的地下

3、水渗漏可能会对隧道施工和营运造成不利影响，与此同时，隧道建设也会对地下水产生一系列不利影响，二者之间有着复杂的联系。三、岩溶涌突水突泥的机理1、止水岩柱受拉破坏经验和计算表明，在高水压作用下，岩溶区隧道开挖过程中，一定耍留够一定厚度的安全岩柱，安全岩柱的厚度越大和强度越高，越不易突水，否则，很容易发生涌突泥，合理的安全岩柱可以通过工程类比法、解析法、数值计算法等方法获得。工程类比法就是根据相似条件下隧道开挖未产生涌突水的岩柱和开挖产生突水的岩柱厚度的对比分析,同时根据围岩松动圈、裂隙扩展长度等确定。2、裂隙的剪切破坏对于软弱围岩或节

4、理裂隙发育的岩溶隧道，岩溶突水基木符合为摩尔-库仑强度强度理论，即当土体中某点的任一平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，就认为该点已发生剪切破坏，该点也即处于极限平衡状态。表达式为Sf[SR(3)Sf二Rtan〈+c(4)式中：Sf为某一溶隙或节理面上土体的剪应力;SR为该节理面土体的抗剪强度；R为作用在剪切面上的法向应力;c为土的黏聚力(内聚力)；〈为土的内摩擦角。3、裂隙的水力扩张岩溶地层中存在较多的节理、裂隙,在某些情况下，其破坏主要裂隙在水压力作用下的张开和滑移，参考断裂力学的最大周向正应力理论,其破坏准则为12[k&Ntil

5、de;(1+cosIIO)-3k&0grave;sinHO]cosH02=klc式中:kÑ为在外力作用下,Ñ型裂缝尖端产生的应力强度因了；kÒ为在外力作用下,Ò型裂缝尖端产生的应力强度因子;110为裂缝的张开角度；klc为材料固有的断裂韧度性。4、关键块体的失稳在高压、富水比较坚硬的岩溶地层中开挖隧道，围岩被节理和裂隙切割成各种类型的空间镶嵌块体，在隧道开挖以前,这些块体处于自然平衡的状态下，隧道开挖以后，由于应力释放和高水压的作用使关键块体失去稳定,从而导致隧道其它块体变形和

6、坍塌，从而与含水构造连同，引发隧道涌水突泥。四、隧道突水突泥的影响因素1、地质构造从隧道围岩的结构特征來看，不论何种围岩，当其隧道掘进至破碎带发育地域时，隧道常会发生大规模、高水压的涌(突)水。破碎带可以断层破碎带或是断层影响带，也可以是各种褶皱发育地域，有地应力引起区域岩体破碎。还可以是各种岩性接触带。2、地形影响(水压力影响)、地貌影响隧道涌水与隧道穿越区地貌条件密切相关，隧道涌水量随地形地貌条件及隧道位置的变化而变化。由于隧道通过的地段地质条件复杂，地形复杂、埋深越深。揭露的水文地质单元多，水源补给量充足，地形高差越大、汇水面

7、积越大、水头压力越高。如口本的旧丹那隧道1918年开工后曾6次遇到大突水•最大的一次断层突水达3.3m3/s.水头压力高达1.4〜4.2MPa,贯通时总涌水量达1・68m/s・致使该隧道历时16年建成。我国的京广复线大瑶山隧道通过F9断层时，曾遇到0・5m3/s的突水，射程达8〜10肌在深部岩体中，岩体断续裂隙在极高水压力下易发生扩展，裂隙相互贯通后再进一步张开，发生水力劈裂。探埋隧道工程围岩若发生水力劈裂，这将使裂隙的连通性增加•张开度增大•从而增加渗透能力；此外，动水压力作用还能使裂隙面上的充填物发生变形和位移，尤其是剪切变形和

8、位移，由此导致裂隙的再扩展。这些都有利于隧道涌水量的增大。3、岩性影响隧道涌水量与地层岩性也有较密切的关系。据新七道梁隧道施工中统计:灰岩夹千枚岩围岩，隧道涌水量较小，比涌水量一般为6.48-124.24L(min.km)-lo灰岩类